Контрольные вопросы
Какие физические величины характеризуют процесс нагрева вещества? В каких единицах они измеряются?
От чего зависит величина удельной теплоемкости вещества?
Может ли удельная теплоемкость у одного и того же вещества быть разной?
Какие физические законы используются для вывода формулы (2)?
При каких условиях формула (2) будет правильной?
Лабораторная работа № 3
Плавление льда
Цель работы: на основе понятия удельной теплоты плавления изучить фазовый переход вещества из твердого в жидкое состояние.
Теория
Фазовые переходы сопровождаются
процессом поглощения или выделения
тепла. Физическая величина, которая
характеризует этот теплообмен, называется
теплотой фазового перехода. В
частности, процесс плавления характеризуется
удельной теплотой плавления
:
, (1)
где 
- количество теплоты, необходимое для
превращения массы m
вещества из твердого в жидкое состояние
при температуре плавления. Такое же
количество теплоты выделяется в процессе
кристаллизации. Температура, при которой
происходит плавление, называется
температурой плавления
.
Удельная теплота плавления измеряется
в
.
Предположим, что лед нагревается, находясь в стакане, расположенном на нагревателе. Необходимое количество теплоты для того, чтобы расплавить данную массу m льда, определяется мощностью нагревателя W и временем плавления t:
,
откуда
. (2)
Эту зависимость можно использовать для экспериментального определения удельной теплоты плавления.
Порядок выполнения работы
Очистите рабочий стол, нажав кнопку меню "Новый проект".
Соберите на столе следующую экспериментальную установку: сначала поместите на стол нагреватель (он лежит во втором слева ящике). Нагреватель надо поставить так, чтобы он подключился к розетке. Затем на него поставьте стакан, в стакан поместите лед (он в крайнем правом ящике). Можно взять готовую установку из файла Lab3.
Щелкнув правой кнопкой мыши на нагревателе, откройте его окно параметров. Установите мощность нагревателя (около 3000 Вт). Запишите это значение в лабораторный журнал. Закройте окно нагревателя. Щелкнув правой кнопкой мыши на изображении льда, откройте его окно параметров. Установите температуру льда ниже 0 . Выберите какую-нибудь массу льда. Нажмите на панели параметров кнопки "Принять параметры" и "Показать график". Запишите все выбранные параметры в свой лабораторный журнал.
Включите проектор для вывода графика на экран.
Нажмите кнопку "Пуск" и наблюдайте на графике изменение температуры льда со временем. Одновременно в окне параметров вещества Вы сможете видеть изменение температуры, а в процессе плавления - какая масса льда расплавилась.
Дождитесь окончания плавления и начала нагрева воды (когда температура воды начнет увеличиваться). Нажмите кнопку "Стоп".
Измерьте по графику время процесса плавления и запишите его в свой лабораторный журнал.
Повторите опыт по схеме пунктов 3 - 7, изменяя параметры нагревателя и льда.
Рассчитайте удельную теплоту плавления льда по формуле (2), используя свои экспериментальные результаты. Найдите среднее значение удельной теплоты плавления и рассчитайте погрешность по известным формулам.
Сравните Ваш результат с табличным значением для воды.
Сформулируйте свои выводы о проделанной работе.